講義メモ：MESQUITEのごく簡単な使い方 †

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祖先形質状態の推定 †

USING HETEROCHRONY TO DETECT MODULARITY IN THE EVOLUTION OF STEM DIVERSITY IN THE PLANT FAMILY MORINGACEAEを参考にして、Mesquiteを使ってみる。

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新規ファイルの作成と形質マトリクスの編集 †

  1. Mesquiteを起動
  2. 新しいファイルを開く：　File > New : 　moringaceae.nexという名前にする
    • New File Optionsを聞かれるので： Make Taxa Blockにチェック、Nameに"Moringaceae", Number of Taxaに14, Show Tree Windowにチェック、Make Character MatrixにチェックしてOK
    • New Character Matrixのウィンドウが開くので、Name of character matixに"Stem Diversity", Number of charactersに1、Type of Dataを"Standard Categorical Data"にしてOK
  3. Taxaの名前を入力：　系統樹が表示されている場合は、ウィンドウ上部のタブで"Character Matrix "Stem Diversity"をクリック
    • taxon1 から taxon14までを下の名前と入れ替える。
    • 右側のカラムの"1"の下の空欄に、"Stem Type"と入力し、そのしたの"?"のついたカラムを、下のデータ(0, 1, 2)と入れ替える。
    • 下の表を一度Excelにコピーして、列ごとにカラムをドラッグして選択し、コピー・ペースト可能。
      TaxaStem type
      Cylicomorpha0
      M.drouhardii0
      M.hildebrandtii0
      M.stenopetala0
      M.ovalifolia0
      M.peregrina1
      M.concanensis1
      M.oleifera1
      M.borziana2
      M.pygmaea2
      M.arborea1
      M.rivae1
      M.ruspoliana1
      M.longituba2
      Untitled-1.gif
    • このままでもいいのだが、形質状態が0, 1, 2では分かりにくいので、名前を付けて分かりやすくする
      Matrix > Edit State names
      State 0State 1State 2
      Bottle treeSlender treeTuberous shrub
      と書き込む
      Untitled-2.gif
    • Character Matrix "Stem Diversity"に戻ると、0, 1, 2に対応する上の形質状態が表示されている。
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系統樹の編集 †

  1. 系統樹のトポロジーを論文で発表されているものに合わせる：上部のタブから、"Tree Windows 1"を選んで左側のツールを使って、系統樹の樹形を編集する。また、枝長をツールとメニューを使って設定する。
    Untitled-4.gif
    • Tips: 系統樹の情報はテキスト情報なので、tree fileを直接テキストエディタで編集しても良い。ファイルを一旦保存保してMesquiteを終了する。データはMoringaceae.nexというファイルに入っているので、テキストエディタで開く。中程にある 
      setTree '((1,((4,5),(6,7))),((2,3),((8,(9,10)),((11,12),(13,14)))));';
      というのが、系統樹のトポロジーをニューイックフォーマットで書いたもの。これを、下のものと入れ替えて保存。 
      setTree '(1:1.0,(2:72.0,(3:28.0,(4:11.0,(5:16.0,((6:6.0,(8:9.0,7:4.0):7.0):46.0,(((9:1.0,10:1.0):8.0,
(11:4.0,12:2.0):5.0):4.0,(13:9.0,14:10.0):5.0):44.0):19.0):8.0):9.0):35.0):71.0):0.0;';
（注：長いので２行に分けて表示させたが、改行を削除して１行にすること。:の後の数値は枝長）
      ファイルを保存して、Mesquiteで開く
    • 枝長の設定：　
      • Drawing > Branch Length Label > Show Lablesを選んで、左のツールからTool Select Branchを選んで枝長を表示させる
      • 左のツールから、Select Branchのツールを選び、枝長を変更したい枝をクリック
      • Tree > Alter Transform Branch Lengths > Assign Selected Branch Lengths　を選んで上記論文の系統樹を見ながら数値を入力（今回の授業の場合：上の方法でテキストファイルを直接編集する方が早い）
    • Tips: 系統樹はPAUP*等からtree file形式で出力すれば、そのまま使える。
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祖先形質状態の推定 †

  1. 系統樹が表示されているウィンドウで、Analysis > Trace Character Historyを選ぶ
    • Stored Character : OK
    • まずは最節約配置をやってみる：　Parsimony Ancestral States: OK
      枝の色が変化して、系統樹上のどの位置で、最節約的に推定された形質状態の進化過程が示される
      Untitled-3.gif
  2. 上の参考論文のFig.7では、祖先形質状態を最尤推定している。Fig.7と同じような図を作るには、まず、Analysis > Trace Character Historyまでは同じ：
    • Stored Character : OK
    • Ancestral state reconstruction methodのウィンドウで、Likelihood Ancestral Stateを選択。
    • Source of probability character modelsでStored Probability Modelを選択。
    • Choose modelでMk1(est.)を選択。
    • 先ほどの系統樹の枝が２色で示されるようになる。
  3. Fig7に合わせて、系統樹の表示方法を変更
    • Drawing > Tree Form > Balls&Sticks
    • Drawing > Orientation > Right
    • Drawing > Line Style > Square
    • Drawing > Branch Lengh Label > Show Labelsのチェックをはずす
    • マウスカーソルを円グラフ上に持っていけば、それぞれの形質状態の尤度が表示される
      Untitled-5.gif